目前我国模具钢的冶金质量水平|

目前我国模具钢的冶金质量水平

目前我国 模具钢的冶金质量水平
近些年来，我国模具钢的生产取得了很大的进步，尤其20世纪80年代以来全国几大特殊钢厂实行技术改造，并已建成几条模具钢生产线，使我国合金工具钢和模具钢的品种和质量都有所提高。由于各特殊钢厂技术装备和水平不平衡，质量水平差异较大。与国外先进水平相比，主要有以下几个方面：
①钢材的外观质量  我国合金工模具钢产品的质量差距主要是钢材的外观质量差，尺寸精度低，钢材弯曲度大，热轧材的弯曲度达到6mm/m，冷拔材有的达6mm/n；普通轧机轧制的扁钢侧弯较严重。模块大多以黑皮状态交货，尺寸精度差，磨削加工量大。另外，黑皮状态交货的钢材时有裂纹。
②化学成分控制  我国大型的冶金厂冶炼工模具钢的化学成分控制较好，一般均能控制在技术标准范围之内，但是其主要成分的波动性较大，对热处理后的性能有一定影响，波动较大。对于有害元素硫一般在W（S）0.003%~0.015%的范围之内，磷一般在W（P）0.015%~0.025%范围之内。与国外先进水平的高质量模具钢相比，仍然偏高，对于有害元素的规定并未做明确的规定。
③钢材的退火硬度  在我国目前冶金厂的模具钢的供货状态，一般均以退火状态交货（预硬化塑料模具钢除外）。大多数均能在合格范围内交货，但是由于工艺和设备原因，退火硬度和组织的均匀性较差，如4Cr5MoSiV1是目前生产量最大的热作模具钢，规定退火硬度≤235HB，一般在187~220HBS的范围，而瑞典UDDEHOLM的 "/-3-326-474.">ORVAR SUPREME（即ASSAB的8407）钢，其整个截面的退火硬度均在187HBS，十分均匀，而且球化组织均匀细小。
④预硬化塑料模具钢的组织和硬度  近些年来，我国的塑料模具工业发展十分迅速，对塑料模具钢提出了更高的要求，尤其是对抛光性能有影响的硬度与组织的均匀性。由于部分冶金厂的热处理的工艺和装备水平的局限性，因此硬度与组织与国际先进水平相比有一定的差距。表2-13列出了我国生产较高水平的SM3Cr2Mo、SM3Cr2NiMnMo钢的硬度情况。
表1 锻制预硬化塑料模具钢硬度分布情况
钢种 尺寸/mm 截面测试点 硬度值HBS
SM3Cr2NiMnMo 500*200 45 398~329
SM3Cr2Mo *200 25 285~321
⑤5CrNiMo类型模块的淬透性  热锻模块的淬透性是该类钢的一个重要指标，但目前我国该类钢（主要5CrNiMo、5CrMnMo）的生产与国外先进水平有一定差距。表2-14中列出国内外5CrNiMo钢的对比。
表2 国内外热锻模块产品质量水平对比
检验项目 国内产品的水平 国外同类产品的先进水平
 先进水平 一般水平 
等向性（纵向/横向） ＞0.8 0.40~0.60 一般0.70~0.80
有害元素的含量% ≤0.20 0.40~0.50 ≤0.20
淬透性 mm可淬透 单面20~40mm mm可淬透
⑥钢材的纯净度  非金属夹杂物在GB/T 1299-2000标准中是没有规定的检验项目，但近几年来，由于出口和国内的模具企业的要求，均要求检验非金属夹杂物，大多数按美国ASTM标准检验。目前国内先进水平如表2-15。
表3 电渣重熔工艺生产的3Cr2Mo、 "/-3-174-176.">3Cr2NiMnMo钢的非夹杂物水平
钢种（电渣） A B C D
 细系 粗系 细系 粗系 细系 粗系 细系 粗系
3Cr2Mo 1.0 0 1.0 0 0 0 0.5 0
3Cr2NiMnMo 1.0 0 1.0 0 0 0 0.5 0
⑦冷作模具钢的共晶碳化物水平  Cr12型冷作模具钢的共晶碳化物不均匀度是该类钢的重要质量指标，碳化物不均匀度的级别的高低是钢材质量水平的直接表现，也是影响模具使用寿命的重要因素。表2-16中列出国内外Cr12型模具钢的水平对比情况。
表4 Cr12型钢的共晶碳化物水平
钢种 尺寸范围Φ/mm 国内生产水平/级别 国际先进水平
  先进水平 一般水平 

Cr12 ≤50 1.0 2.0 小规格钢材基本相同，大中规格比我国低0.5~1级
 ＞50~701 1.5 3.0 
 ＞70~120 3.0 4.5 
 ＞120 3.0 5 
D2 220 4 6